Los láseres de estado sólido: tipos, la unidad, el principio de trabajo, la aplicación de

Los láseres de estado sólido son cuánticos de los generadores a base de semiconductores medio activo, en el que la óptica de la ganancia se genera a la radiación cuando квантовом la transición entre niveles de energía con una gran concentración de los portadores de carga en la zona libre.

Láser Semiconductor: principio de funcionamiento

En el estado normal, la mayoría de los electrones se encuentra en el nivel de valencia. Al poner en marcha los fotones de energía superior a la energía de la zona de la ruptura, los electrones del semiconductor vienen en un estado de excitación y, superando la exclusión de la zona, pasan a la zona libre, concentrando cerca de su borde inferior. Al mismo tiempo los agujeros que se han formado en валентном nivel, se suben a su límite superior. Los electrones libres de la zona de рекомбинируют con agujeros, irradiando energía igual a la energía de la zona de la ruptura, en forma de fotones. La recombinación puede ser reforzada fotones con suficiente nivel de energía. Numérico descripción corresponde a la función de distribución de fermi.

Dispositivo

El Dispositivo semiconductor láser es un láser de diodo, la presurización de la energía de los electrones y los agujeros en la zona de la r-n-ir – el lugar de contacto con la conductividad de los semiconductores p y tipo n. Además, existen láseres de estado sólido con el zoom óptico, suministro de energía, en el que el haz se genera cuando la absorción de los fotones de la luz, así como los potentes láseres de cascada, que se basa en los cruces dentro de la zona.

Conexiones Estándar utilizados en los láseres de semiconductores, así como en otros dispositivos optoelectrónicos, las siguientes:

• El arseniuro de galio;
• Fosfuro de galio;
• El nitruro de galio;
• Fosfuro;
• El arseniuro de la india de galio;
• El arseniuro de aluminio, galio;
• El arseniuro-nitruro de galio-india;
• Fosfuro de galio-india.

La Longitud de onda

Estas conexiones – прямозонные semiconductores. Непрямозонные (silicio) de la luz con la fuerza suficiente y la eficacia no se emiten. La longitud de onda de la radiación láser depende del grado de aproximación de la energía de un fotón a la energía de la zona de la ruptura de la conexión. En 3 - y 4-componentes de las conexiones de semiconductores de la energía de la zona de la ruptura puede ser continuamente variar en un amplio rango. El AlGaAs = Al_XGa₁As, por ejemplo, el aumento del contenido de aluminio (aumento x) tiene por efecto el aumento de la energía de la zona de la ruptura.

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Mientras más comunes de los láseres de estado sólido trabajan en el infrarrojo cercano del espectro, algunos emiten rojo (fosfuro de galio-india), el azul o el violeta (nitruro de galio) de color. El promedio de la radiación infrarroja crean los láseres de estado sólido (селенид de plomo) y cuánticos en cascada láser.

Orgánicos semiconductores

Además de los mencionados los compuestos inorgánicos, pueden ser orgánicos. La tecnología se encuentra todavía en fase de desarrollo, pero su desarrollo promete mucho abaratar la producción de generadores cuánticos. Hasta el momento, sólo están diseñados orgánicos láser óptico suministro de energía y alta eficiencia eléctrica de bombeo todavía no ha llegado.

Variedades de

Creado muchos de los láseres de semiconductor de diferentes parámetros y aplicaciones de valor.

Pequeños diodos de láser producen de calidad manojo de final de la radiación, la potencia que oscila entre unos pocos a quinientos milivatios. Cristal de láser de diodo es una fina placa de forma rectangular, que sirve volnovodom, así como la radiación limitado de poco espacio. Cristal легируется de dos partes para crear p-n-transición a la gran plaza. Pulido extremos crean óptico resonador fabry - Lápiz. El fotón, pasando a través de un resonador, hará que la recombinación, la radiación va a crecer, y comenzará el proceso de generación. Se aplican en punteros láser, reproductor de CD y reproductores de DVD, así como en comunicaciones de fibra óptica.

De baja potencia monolítico de los láseres y los potentes generadores con el resonador para la formación de pulsos breves pueden producir la sincronización de la moda.

Los Láseres de estado sólido con el resonador se componen de láser de diodo, que intensifica el papel de entorno en la composición de la mayor láser del resonador. Son capaces de cambiar la longitud de onda y tienen una estrecha franja de radiación.

Inyección de láseres de estado sólido tienen un área de radiación en forma de banda ancha, pueden generar un haz de baja calidad con capacidad de varios vatios. Constan de una fina capa de la capa activa, situado entre p y n-capa, formando doble гетеропереход. El mecanismo de retención de la luz en el lateral de la dirección de la falta, que es consecuencia de la alta эллиптичность la viga y en niveles inaceptablemente altos de los umbrales de las corrientes.

Potentes diodo de la gama de compuestos de matriz de banda ancha de diodos, son capaces de producir un rayo de mediocre calidad de la potencia en decenas de vatios.

Potentes bidimensionales de las matrices de diodos pueden generar energía en cientos y miles de vatios.

La superficie de un emisor de rayos láser (VCSEL), emiten una calidad de haz de luz con una capacidad de unos pocos milivatios perpendicular a la placa. En la superficie de la radiaciónponen espejos del resonador en forma de capas en ¼ de longitud de onda de los distintos indicadores de la refracción. En el mismo lugar se puede fabricar varios cientos de láser, lo que abre la posibilidad de su producción en masa.

El Láser VECSEL c óptico de suministro de energía externo del resonador capaces de generar un haz de buena calidad, con una capacidad de unos pocos vatios durante la sincronización de la moda.

El Trabajo del laser del semiconductor cuántico-tipo de cascada se basa en los cruces dentro de la zona (a diferencia de междузонных). Estos dispositivos emiten en el panel central, la parte infrarroja del espectro, a veces en терагерцовом rango. Se utilizan, por ejemplo, como de gas.

Láseres de estado sólido: la aplicación y los principales aspectos de

Potentes de los láseres de diodo de alta eficiencia eléctrica de bombeo con moderados niveles de voltaje, se utilizan como herramientas para la conducción de energía de alta eficiencia de los láseres de estado sólido.

Los láseres de estado sólido pueden trabajar en un amplio rango de frecuencias, que incluye visible, cerca del puesto de infrarrojos y el promedio de infrarrojos del espectro. Crean un dispositivo que permita cambiar la frecuencia de издучения.

Diodos de Láser pueden rápidamente cambiar y modular la energía óptica, que encuentra su aplicación en unidades de rack de instalación de fibra óptica.

Estas características han hecho de los láseres de estado sólido tecnológicamente más importante el tipo de generadores cuánticos. Se aplican:

• Los sensores de telemetría, пирометрах, óptica высотомерах, дальномерах, прицелах, la holografía;
• De fibra óptica sistemas de óptica de la transmisión y el almacenamiento de datos, sistemas coherente de la comunicación;
• En las impresoras láser, видеопроекторах, carteles, escáneres de códigos de barras, escáneres de imágenes, reproductores de cd (DVD, CD, Blu-Ray);
• En la guardia los sistemas de criptografía cuántica, la automatización, los indicadores;
• En la óptica de la metrología y de la espectroscopia;
• En la cirugía, odontología, de la cosmetología, la terapia;
• Para el tratamiento de aguas, manejo de materiales, el bombeo de láser de estado sólido, el control de las reacciones químicas en la industria de la ordenación, el industrial, la construcción de maquinaria, sistemas de encendido, sistemas de defensa aérea.

Salidas de Pulsos

La Mayoría de los láseres de semiconductor genera continuos de investigación. Debido a la corta duración de la estancia de los electrones en el nivel de conductividad no son muy adecuados para la generación de impulsos con modulación de calidad, pero квазинепрерывный el modo de funcionamiento permite aumentar la potencia del generador cuántico. Además, los láseres de estado sólido pueden ser utilizados para la formación de сверхкоротких de los impulsos de sincronización de las modas o la conmutación de ganancia. La capacidad media de los pulsos breves, generalmente, se limita a varios милливаттами, excepto VECSEL-láseres ópticos y de bombeo, la salida de la cual se mide en многоваттными пикосекундными de impulsos de frecuencia en las decenas de gigahercios.

La Modulación y la estabilización de

La Ventaja de una breve estancia de un electrón en la zona de la conductividad es la capacidad de los láseres de semiconductor a los altavoces de agudos модулированию que el VCSEL-láser supera los 10 Ghz. Esto se ha visto la aplicación de la óptica con la transferencia de datos, la espectroscopia, la estabilización de los láseres.